椎動脈V3段異常的3D解剖分型及意義

楊小衛(wèi)，郝定均，賈曉康，劉正華，賀欣，王曉東，許正偉，黃大耿，賀寶榮，閆亮

枕頸交界區(qū)病變和毗鄰解剖復雜，術中一旦造成椎動脈損傷，可能導致災難性后果，椎動脈V3段異常被認為是椎動脈損傷的主要原因之一[1]。常用的后入路手術治療該區(qū)域病變需要恰當?shù)仫@露和應用螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)，因此存在較大的脊髓、血管等損傷風險，致殘率和致死率極高，一直是脊柱外科手術治療的難點。

椎動脈起源于鎖骨下動脈，參與構成人體大腦后循環(huán)，對小腦等腦組織有重要供血功能。隨著枕頸交界區(qū)研究的深入，發(fā)現(xiàn)椎動脈在該區(qū)域存在較普遍的變異現(xiàn)象。一旦術中誤判造成椎動脈損傷事件，后果與外傷性血管損傷類似，即可能導致椎動脈出血、動靜脈瘺，甚至腦梗死或死亡等災難性后果[2-3]。但臨床上枕頸交界區(qū)病例相對較少，許多外科醫(yī)師對該區(qū)域椎動脈異常的認識還不夠深刻，繼而存在術中軟組織顯露和螺釘植入時椎動脈損傷風險[4]。

盡管有針對尸體標本的枕頸交界區(qū)椎動脈變異的解剖研究[5]，但鑒于該區(qū)域臨床相關解剖描述研究較少，而且缺乏聚焦頸后路術中外科顯露和置釘角度出發(fā)的椎動脈變異解剖分型，為降低椎動脈損傷風險及更加深入研究病變的病理生理過程，本研究擬通過搜集大樣本的枕頸交界區(qū)椎動脈計算機體層血管成像（computed tomographic angiography,CTA）信息，基于三維重建模型，對椎動脈V3段異常進行三維解剖分型。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標準：①診斷為枕頸交界區(qū)病變，包括創(chuàng)傷、退變、發(fā)育異常、腫瘤導致的疾??；②接受術前椎動脈CTA。排除標準：①術后行椎動脈造影患者；②因下頸椎疾病等其他原因行椎動脈CTA 患者；③碘造影劑過敏或過敏體質(zhì)者；④哮喘不穩(wěn)定患者、腎功能不全者、嚴重心臟疾病及惡病質(zhì)患者。

回顧性搜集西安市紅會醫(yī)院脊柱外科2017 年1月至2021年12月收治的枕頸交界區(qū)疾病患者570例，篩選行術前椎動脈CTA 的257 例患者信息。其中男149例，女108例，年齡7～89歲，平均（49.2±16.4）歲。

本研究經(jīng)西安市紅會醫(yī)院倫理委員會審批通過（審批號：2018048），并豁免患者知情同意。

1.2 椎動脈造影方法

采用64層CT 設備進行掃描，掃描參數(shù)為球管電壓120 kV，60 mA 左右自動電流。50 mL 碘造影劑經(jīng)右上肢靜脈注入，注射速度5 mL/s。采用跟蹤觸發(fā)方法，選取升主動脈為監(jiān)測點，造影劑開始注射后延遲6 s 開始掃描，掃描層厚1.0 mm，層間距0.8 mm。上述造影方法根據(jù)本院CT 設備調(diào)試并參考文獻建議[6]。

1.3 椎動脈-枕頸交界區(qū)骨質(zhì)3D模型重建

借助醫(yī)院影像信息系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS），調(diào)取患者頸部CTA 和CT 平掃數(shù)據(jù)，重建椎動脈-骨骼復合3D 模型，調(diào)試統(tǒng)一的渲染方案后對V3段的異常椎動脈走行和直徑異常進行評估。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 軟件對患者一般信息以及采集的CT數(shù)據(jù)等進行統(tǒng)計，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 椎動脈V3段異常的分型

本研究納入257 例行CTA 患者，共收集514 條椎動脈數(shù)據(jù)。其中V3 段正常椎動脈191 條（占總數(shù)的37.16%）；異常椎動脈308 條（占總數(shù)的59.92%）。根據(jù)椎動脈V3 段異常發(fā)生原因，將該區(qū)域內(nèi)異常的308 條椎動脈分為兩型：Ⅰ型，85 條，骨質(zhì)異常導致；Ⅱ型，223 條走行異常導致；分別占異常椎動脈的27.60%和72.40%。根據(jù)椎動脈被骨質(zhì)覆蓋的程度，Ⅰ型又分為Ⅰa半鉤環(huán)型（圖1）、Ⅰb鉤環(huán)型（圖2）、Ⅰc全骨質(zhì)內(nèi)型（圖3）。根據(jù)椎動脈在寰椎后弓上下走行的不同，Ⅱ型又分為Ⅱa 椎動脈迂曲型（圖4）、Ⅱb椎動脈位于寰樞椎節(jié)段間型（圖5）、Ⅱc 椎動脈在寰椎后弓附近分叉型（圖6），詳細數(shù)據(jù)和所占比例見表1。

表1 椎動脈V3段異常的分型

圖1 Ⅰa型（左半鉤環(huán)型）示意圖和模型圖

圖2 Ⅰb型（左鉤環(huán)型）示意圖和模型圖

圖3 Ⅰc型（雙側全骨質(zhì)內(nèi)型）示意圖和模型圖

圖4 Ⅱa型（雙側迂曲型）示意圖和模型圖

圖5 Ⅱb型（左側節(jié)段間型）示意圖和模型圖

圖6 Ⅱc型（左側分叉型）示意圖和模型圖

2.2 椎動脈閉塞及優(yōu)勢問題

鑒于該分型主要是按照椎動脈在V3段走行及與骨質(zhì)關系進行分類描述，因此對于椎動脈V3 段閉塞不顯影問題單獨計數(shù)，CTA 顯示閉塞椎動脈15條（占514條總數(shù)的2.92%）。

本研究對優(yōu)勢動脈和非優(yōu)勢動脈變細問題也進行了統(tǒng)計，但變細的椎動脈不影響對走行的判斷。若該條椎動脈雖然較優(yōu)勢側變細，但走行正常則屬于正常類型，反之屬于椎動脈異常。257 例患者中雙側椎動脈直徑相似者185 例，左側直徑變細者18 例，左側閉塞者8 例；右側直徑變細者39 例，右側閉塞者7 例。換句話說，右側優(yōu)勢椎動脈者26 例，左側優(yōu)勢椎動脈者46例，而且椎動脈閉塞者均為單側閉塞。

3 討論

鑒于以往枕頸交界區(qū)椎動脈V3段異常分類邏輯性和全面性的不足[7-9]，本研究提出基于骨質(zhì)異常和走行異常的思路進行分類整理提出分型，這點更符合外科醫(yī)師術中操作習慣將骨性標志作為安全界限的思維邏輯。

3.1 椎動脈V3段異常各分型的特點及相關研究

椎動脈V3段走行異常和骨質(zhì)內(nèi)異常為頸后路顯露和置釘過程帶來損傷風險，一旦發(fā)生血管損傷可能造成術后椎動脈動靜脈瘺、腦梗死等不良后果。以往研究也關注到寰椎后弓及毗鄰的椎動脈溝骨性結構變異的復雜性及其對臨床的參考意義[10-11]，本研究結果的Ⅰ型所描述的椎動脈被骨質(zhì)不同程度遮擋，而且術中使用神經(jīng)剝離子牽拉保護時血管活動度較差，以往研究從寰椎骨性鉤環(huán)結構側面而并非直接從血管角度對這類變異進行報道[12-13]。Ⅱ型描述的走行異?，F(xiàn)象，術者必須在術前通過CTA 評估后了解局部解剖，否則盲目在該區(qū)域操作可能造成血管意外事件。本研究結果的Ⅱa 型定義為椎動脈在寰椎后弓上方椎動脈切跡部位脫離椎動脈溝向后弓后方迂曲，且越過該部位后弓≥3 mm。該數(shù)值的界定考慮到CT 層厚、椎動脈隨體位存在一定微動等因素，測量方法為后弓上方椎動脈前壁到后弓的垂直距離。該類型的意義在于椎動脈在寰椎后弓置釘區(qū)域明顯高出后弓，給手術操作帶來潛在風險，鑒于該特點具有血管損傷風險，建議謹慎操作，這種異常也被外科醫(yī)師所關注[7]。

3.2 椎動脈V3 段異常分型方法的建立和實際應用流程

顱頸交界區(qū)椎動脈畸形復雜多變且畸形對手術顯露和后路置釘策略影響較大，因此非常有必要搜集大樣本的病例來分類描述椎動脈畸形信息，期望為開展枕頸區(qū)手術的醫(yī)師提供參考，強化術前椎動脈三維檢查意識，從而提高手術安全性和有效性。本研究結果建立的V3段骨性結構和椎動脈三維模型基于院內(nèi)PACS 系統(tǒng)，通過重建和渲染功能調(diào)試出最佳的寰椎-椎動脈表面三維模型，從而觀察椎動脈變異的類型，也可通過三維重建在矢狀面或水平面測量相關椎弓根置釘參數(shù)。若有的醫(yī)院無PACS，也可以與CT 醫(yī)師溝通后摸索本院的CTA 參數(shù)，由放射科醫(yī)師在專業(yè)工作站完成相關數(shù)據(jù)重建和成像后將圖像提供給脊柱外科醫(yī)師。總之，脊柱外科醫(yī)師需要有椎動脈V3 段畸形的意識，從而做到術前CTA 應檢盡檢[14]，而且該檢查具備無創(chuàng)和可重復的優(yōu)點。近年來，也有部分醫(yī)院借助3D 打印技術建立寰樞椎區(qū)域骨骼和椎動脈模型，術前消毒后為術中提供實時立體參考[15]。對于椎動脈損傷后的情況，有學者報道了96例上頸椎骨折脫位治療中出現(xiàn)6例椎動脈損傷，患者術后均出現(xiàn)不同程度的腦缺血癥狀，經(jīng)介入等治療后好轉，鑒于此推薦術前完善檢查，避免椎動脈損傷[3]。

3.3 椎動脈V3段異常的原因

椎動脈V3 段涉及的寰樞椎疾病復雜多變，從生物力學角度考慮因先天發(fā)育、創(chuàng)傷、寰樞關節(jié)炎癥、關節(jié)退變等造成局部解剖的力學關系改變，毗鄰血管和脊髓受到刺激，導致椎動脈異?，F(xiàn)象。有學者報道寰樞椎失穩(wěn)病史較長會導致椎動脈畸形率升高[16]。對于枕頸交界區(qū)骨性畸形是否與椎動脈畸形相關聯(lián)的問題，也有學者給予了肯定[17]。換個角度，術前若發(fā)現(xiàn)枕頸交界區(qū)骨性畸形，相較于新鮮齒突骨折患者更有必要行術前CTA 檢查和三維模型評估。對于CTA 顯示寰樞椎區(qū)椎動脈閉塞不顯影問題，仔細觀察后發(fā)現(xiàn)其起始段一般都有顯影，而遠端不顯影，考慮與發(fā)育不良、椎動脈內(nèi)斑塊、血栓、損傷等因素有關。椎動脈在人體的左右側差異化問題即表現(xiàn)在優(yōu)勢動脈上，術者要有意識優(yōu)先保護優(yōu)勢側。此外，術者在術前制定手術計劃和術中操作時始終要有左右側差異化對待的意識，從而避免血管損傷帶來的腦缺血風險。

3.4 椎動脈V3段異常分型的臨床指導意義

本研究歸納的解剖分型具有實際臨床應用場景，主要體現(xiàn)在枕頸交界區(qū)后路手術顯露和置釘?shù)淖祫用}保護價值方面。首先，建議術前盡可能獲取該區(qū)域椎動脈CTA 結果并進行三維重建，術者在腦海中形成椎動脈解剖分布的大體印象。其次，顯露過程盡量依據(jù)骨組織為安全標記，謹慎顯露毗鄰軟組織。然后根據(jù)分型類別分析，主要涉及置釘安全界限和置釘策略問題。Ⅰa 型、Ⅰb 型建議探查寰椎后弓骨質(zhì)外的椎動脈確定寰椎置釘安全界限，Ⅰc 型建議靠寰椎后弓下緣選擇半側塊-半椎弓根置釘策略。Ⅱa型、Ⅱb型、Ⅱc型因無骨質(zhì)遮擋，除了顯露過程需謹慎外，建議術者用棉片和神經(jīng)剝離子保護椎動脈后再置釘。

3.5 展望

目前椎動脈V3 段解剖異常研究較少，而且風險極高的枕頸交界區(qū)手術一般集中在國內(nèi)較大的骨科中心開展，那么搜集各種解剖變異的工作就很有價值。筆者在搜集病例過程中發(fā)現(xiàn)有必要借助數(shù)字骨科學理念在中心內(nèi)或多中心建立我國枕頸交界區(qū)骨性畸形和椎動脈畸形數(shù)據(jù)庫，繼而開源化分享，為提高手術安全性和有效性及推動我國上頸椎手術技術規(guī)范化發(fā)展提供便利。此外，關于骨性畸形和椎動脈變異的病理生理機制研究也需要更多的研究數(shù)據(jù)進行深入探索。

4 結論

枕頸交界區(qū)椎動脈CTA-骨骼3D 重建模型為椎動脈及毗鄰結構的動態(tài)三維影像評估提供了一種新的手段，對發(fā)現(xiàn)椎動脈V3 段變異具有重要價值。未來需要進一步驗證該段椎動脈分型的臨床指導意義。

【利益沖突】所有作者均聲明不存在利益沖突